Sistemas de utilização de calor residual
Introdução
Em geral
Cogeração é o procedimento pelo qual se obtém simultaneamente energia elétrica e energia térmica útil (vapor, água quente sanitária).[1] Se também for produzido frio (gelo, água fria, ar frio, por exemplo) chama-se trigeração. Se as emissões de dióxido de carbono forem capturadas além disso, chama-se quadrigeração[2] (não confundir com tetrageração, onde o quarto tipo de energia produzida é a energia mecânica).
Operação
Na geração de energia elétrica por meio de dínamo ou alternador, acionado por motor térmico ou turbina, o aproveitamento da energia química do combustível é de 25 a 46% (no poder calorífico inferior), e o restante deve ser dissipado na forma de calor. Com a cogeração, aproveita-se parte importante da energia térmica que normalmente seria dissipada na atmosfera ou em um corpo d'água e evita-se gerá-la novamente com caldeira. Também evita possíveis problemas gerados pelo calor não utilizado.
A eficiência da planta pode ser medida por coeficientes: o FUE, fator de uso de energia, que é a razão entre a energia elétrica gerada, mais o calor útil, entre a energia fornecida ao motor de combustão interna. E a RCE, relação calor/eletricidade, que é o quociente entre o calor útil ou aproveitável, e a potência elétrica gerada pelo conjunto motor-gerador. O primeiro é o mais importante porque dá uma ideia do desempenho geral da instalação.
Este procedimento tem aplicações tanto industriais como em determinados edifícios de grande dimensão onde o calor pode ser utilizado para aquecimento, arrefecimento (através de sistemas de absorção) e preparação de água quente sanitária, como grandes superfícies de vendas, cidades universitárias, hospitais, etc.
Embora seja difícil anexá-lo a residências particulares (a verdade é que existem cada vez mais instalações, especificamente chamadas de microcogeração), é muito mais favorável realizar grandes instalações, como o aquecimento urbano.
Regulamento
O processo de cogeração tem uma distribuição mais ou menos fixa entre a produção eléctrica/mecânica e o calor. Como as necessidades de ambas as energias podem variar de forma diferente, é comum que haja excedente de uma delas.